JP3496275B2 - コーヒーメーカー - Google Patents

コーヒーメーカー

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JP3496275B2
JP3496275B2 JP16201694A JP16201694A JP3496275B2 JP 3496275 B2 JP3496275 B2 JP 3496275B2 JP 16201694 A JP16201694 A JP 16201694A JP 16201694 A JP16201694 A JP 16201694A JP 3496275 B2 JP3496275 B2 JP 3496275B2
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由美子 原
信二 近藤
匡史 貞平
効司 野田
政司 神原
裕展 田中
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Description

【発明の詳細な説明】 【0001】 【産業上の利用分野】本発明は水量を判定して加熱手段
を制御するコーヒーメーカーに関するものである。 【0002】 【従来の技術】従来のコーヒーメーカーは水量によらず
に一律な抽出を行うか、または、使用者がカップ数を入
力するものであった。 【0003】 【発明が解決しようとする課題】しかし、従来の方式で
は、最適な抽出ができないか、または、使用者がカップ
数を入力しなければならず不便であるという課題を有し
ている。 【0004】本発明はこのような従来の課題を解決しよ
うとするものであって、水タンク温度の温度傾きとパイ
プ温度の傾きから電源電圧やヒータばらつきの影響を受
けずに水量を判定する水量を判定する機能を備えたコー
ヒーメーカーを提供することを目的とするものである。 【0005】 【課題を解決するための手段】前記の目的を達成するた
めの本発明の手段は、水タンクと、ポンプと、水が通る
パイプと、水を制御する切り換えバルブと、ヒータ等の
加熱手段と、時間を計測する計時手段と、水タンクの温
度を測定する水タンク温度測定手段と、加熱初期の水タ
ンク温度の温度傾きを測定する第一の温度傾き測定手段
と、パイプの温度を測定するパイプ温度測定手段と、パ
イプ温度の温度傾きを測定する第三の温度傾き測定手段
と、第一の温度傾き測定手段と第三の温度傾き測定手段
の出力から水量を判定する第二の水量判定手段と、加熱
手段を制御する加熱制御手段とを備えたコーヒーメーカ
ーとするものである。 【0006】 【作用】本発明の手段は、水タンク温度の温度傾きとパ
イプ温度の傾きから水量を判定することで、電源電圧や
ヒータばらつきにの影響を受けずに水量を判定する機能
を備えたコーヒーメーカーとして作用するものである。 【0007】 【実施例】本発明の参考例を、図1から図3を基に説明
する。先ず図1に基づいて本参考例の全体構成について
説明する。図1は本参考例の模式的断面図である。1は
コーヒー豆を入れる豆容器、2はモータで、カッター3
を回転させ豆を粉砕する。4はモータを制御するモータ
制御手段である。5はメッシュフィルター、6はペーパ
ーホールダー、7は水タンク、8はサーミスタで構成さ
れた、水タンク7の温度を測定するタンク温度測定手
段、9はポンプ、10は水が通るパイプ、11は水を制
御する切り換えバルブ、12は受け容器、14はヒー
タ、13はヒータを制御するヒータ制御手段、15は時
間を計測する計時手段、20は加熱初期の水タンク温度
の温度傾きを測定する第一の温度傾き測定手段、21は
加熱中期の水タンク温度の温度傾きを測定する第二の温
度傾き測定手段、16は第一の温度傾き測定手段20と
第二の温度傾き測定手段21の出力から水量を判定する
第一の水量判定手段である。モータ制御手段4、ヒータ
制御手段13、計時手段15、第一の温度傾き測定手段
20、第二の温度傾き測定手段21、第一の水量判定手
段16は本実施例ではマイクロコンピュータで構成して
いる。 【0008】以下、本参考例のコーヒーメーカー全体に
ついてその動作を説明する。使用者は豆容器1に好みの
量の豆を、水タンク7に好みの量の水を入れ、図示され
ていないスイッチを入れる。豆容器1に投入されたコー
ヒー豆は、モータ2によって回転されるカッター3によ
って粉砕される。モータ2は制御手段4により制御され
る。粉砕されたコーヒー豆の粒径がメッシュフィルター
5を通過する大きさになるとペーパーホールダー6に蓄
積される。粉砕が終了すると制御手段4がモータ2を停
止する。 【0009】一方、水タンク7の水はポンプ9によって
パイプ10内を循環している。この時、ヒータ制御手段
13により制御されるヒータ14の通電によってこの循
環水は加熱されている。この循環水の温度はタンク温度
測定手段8で検出されている。 【0010】加熱開始後、まず、第一の温度傾き測定手
段20が加熱初期の水タンクの温度変化を測定し、次
に、第二の温度傾き測定手段21が加熱中期の水タンク
の温度変化を測定する。第一の水量判定手段16はこの
第一の温度傾き測定手段20と第二の温度傾き測定手段
21の出力から水の量を判定する。水の温度が上がり、
タンク温度測定手段8の出力が所定の温度に達すると切
り換えバルブ11が作動するようになっている。つま
り、流水方向を切り換えて水を豆容器1に注ぎ込むわけ
である。 【0011】このとき、ヒータ制御手段13は第一の水
量判定手段16による水量に応じてヒータ14への通電
を制御する。すなわち、コーヒーの抽出パターンを水量
に応じて行うわけである。注ぎこまれた水は、ペーパー
ホールダー6を通過してコーヒーを抽出した後、受け容
器12に溜るものである。 【0012】次に、本参考例の第一の温度傾き測定手段
20、第二の温度傾き測定手段21、第一の水量判定手
段16の動作に付いて図2に基づいて説明する。図2は
ミル動作中のタンク温度測定手段8の出力の時間変化を
示す模式図である。図2中の実線は水量が中量のとき、
点線は少量、一点鎖線は多量のときの温度上昇を示す。
図2に示すように水タンク温度はヒータONから温度上
昇を始めるまでに時間がかかる。これはヒータ14によ
って加熱されるのはパイプ10のヒータ14上にある水
のみであり、水タンク7の水温は加熱された水が切り替
えバルブ11を通って循環してから上昇する為である。 【0013】第一の温度傾き測定手段20はヒータON
の際にタンク温度測定手段8の出力T0を読みとり、タ
ンク温度測定手段8の出力がT0+dTになるまでの時
間dt1を計時手段15を用いて測定する。第二の温度
傾き測定手段21は水タンク温度がT1からT2に変化
するまでにかかる時間dt2を計時手段15をを用いて
測定する。第一の水量判定手段16はこのdt1とdt
2を入力として水量を判定する。 【0014】図から分かるように、dt1は水量が少な
いと短く、多いと長くなる。しかし、電源電圧やヒータ
の能力のばらつきなどの影響を強く受けるためdt1の
みから水量を特定すると判定精度が悪くなる。dt2は
dt1に比べて電源電圧やヒータの能力のばらつきなど
の影響を受けにくい。しかし、dt2は基本的には水量
が少ないと短くなるが、水量が非常に多いときにも短く
なる。これは、ヒータ14で加熱された水が切り換えバ
ルブ11を通って循環する際に、水タンク7内の水が多
いため下の層と混ざらずに上部のみ温まり、最後に残っ
た下部の水が一気に加熱されるためである。このような
特性を持つため、dt2のみから水量を判定することは
できない。しかし、dt1とdt2を共に入力とするこ
とで、水量の判定を行うことができる。 【0015】本参考例では第一の水量判定手段16はd
t1とdt2を入力とし、水量を出力するファジィ推論
で構成される。ファジィ推論のルールは「dt1が小さ
く、dt2が小さければ水量は少量である」「dt1が
小さく、dt2が大きければ水量は中量である」「dt
1が大きく、dt2が小さければ水量は多量である」
「dt1が大きく、dt2が大きければ水量はやや多量
である」の4ルールからなる。dt1が「小さい」とか
水量が「多い」といった定性的な概念は図3に示すメン
バーシップ関数により定量的に表現される。 【0016】このように本参考例によると、水タンク温
度の加熱初期と加熱中期の水タンク温度の温度傾きから
水量を判定する機能を備えたコーヒーメーカーを提供す
ることができる。 【0017】なお、第一の水量判定手段16としてファ
ジィ推論を用いる例を示したが、ニューラルネットワー
クや、関数で表す方法も考えられる。また、ファジィ推
論のメンバーシップ関数として三角型を用いたが、釣り
鐘型や実数型を用いることもできる。 【0018】本発明の実施例を、図4から図6を基に説
明する。先ず図4に基づいて本実施例の全体構成につい
て説明する。17はサーミスタで構成された、パイプ1
0の温度を測定するパイプ温度測定手段、23はパイプ
温度の温度変化を測定する第三の温度傾き測定手段、1
8は第一の温度傾き測定手段20と第三の温度傾き測定
手段23の出力から水量を判定する第二の水量判定手段
である。第三の温度傾き測定手段23と第二の水量判定
手段18は本実施例ではマイクロコンピュータで構成し
ている。その他の構成は、前記本発明の第一の手段の実
施例と共通であり、図4では共通の番号で表現してい
る。 【0019】以上の構成で、前記本発明の参考例と同様
に動作するわけである。このとき本実施例では、パイプ
温度測定手段17はパイプ中を流れる水の温度を測定
し、第三の温度傾き測定手段はパイプ温度測定手段17
と計時手段15からパイプ中の水の温度変化を測定す
る。第二の水量判定手段18は、第一の温度傾き測定手
段20と第三の温度傾き測定手段23の出力から水量を
判定するものである。 【0020】次に、本実施例の第三の温度傾き測定手段
23と第二の水量判定手段18の動作に付いて図5に基
づいて説明する。図5は加熱中のパイプ温度測定手段1
7の出力の時間変化を示す模式図である。図5中の実線
はヒータのワット数が低いとき、点線は高いときの変化
を示す。パイプの中の水はヒータ14により加熱されて
温度が上昇し、沸騰すると蒸気圧により押し出されて切
り換え弁11を通って水タンク7へもどる。ポンプ9は
水タンク7の水を新たにパイプ10に送るためパイプ内
の水温は下がり、再び水が加熱される。この繰り返しに
より、水タンク7の中の水は徐々に温度が上昇する。そ
のため、パイプ温度は図5に示すように上昇下降を繰り
返しながら最低温度は上昇していく。 【0021】ここで、電源電圧やヒータの能力のばらつ
きによりヒータのワット数が異なる場合、図5の実線と
点線の違いのように温度の上昇下降の周期が異なる。こ
の周期は水タンク7に入れられた水量の影響をほとんど
受けない。なぜなら、ヒータ14が加熱するのはパイプ
10内のヒータ14上の水のみであるため、水タンク7
内の水量の影響を受けずに一定量の水を加熱するからで
ある。従ってパイプ温度測定手段17の出力の変化率か
らヒータのワットが分かることになる。 【0022】本実施例では、第三の温度傾き測定手段2
3は計時手段15を用いて温度上昇下降の周期tを測定
する。周期tは、例えば、温度が上昇から下降へ変化す
る点を変化点としてとらえ、2つの変化点の間の時間を
計ることで求められる。第二の水量判定手段18はこの
tと、第一の温度傾き測定手段20の出力dt1を入力
として水量を判定する。 【0023】本実施例では第二の水量判定手段18はt
とdt1を入力とし、水量を出力するファジィ推論で構
成される。ファジィ推論のルールは「dt1が小さく、
tが小さければ水量は中量である」「dt1が小さく、
tが大きければ水量は少量である」「dt1が大きく、
tが小さければ水量は多量である」「dt1が大きく、
tが大きければ水量は中量である」の4ルールからな
る。dt1が「小さい」とか水量が「多い」といった定
性的な概念は図6に示すメンバーシップ関数により定量
的に表現される。 【0024】このように本実施例によると、水タンク温
度の温度傾きとパイプ温度の傾きから電源電圧やヒータ
ばらつきの影響を受けずに水量を判定する機能を備えた
コーヒーメーカーを提供することができる。 【0025】なお、第二の水量判定手段18としてファ
ジィ推論を用いる例を示したが、ニューラルネットワー
クや、関数で表す方法も考えられる。また、ファジィ推
論のメンバーシップ関数として三角型を用いたが、釣り
鐘型や実数型を用いることもできる。 【0026】 【発明の効果】以上説明したように本発明の手段は、水
タンクと、ポンプと、水が通るパイプと、水を制御する
切り換えバルブと、ヒータ等の加熱手段と、時間を計測
する計時手段と、水タンクの温度を測定する水タンク温
度測定手段と、加熱初期の水タンク温度の温度傾きを測
定する第一の温度傾き測定手段と、パイプの温度を測定
するパイプ温度測定手段と、パイプ温度の温度傾きを測
定する第三の温度傾き測定手段と、第一の温度傾き測定
手段と第三の温度傾き測定手段の出力から水量を判定す
る第二の水量判定手段と、加熱手段を制御する加熱制御
手段とを備えたコーヒーメーカーとして水タンク温度の
温度傾きとパイプ温度の傾きから電源電圧やヒータばら
つきの影響を受けずに水量を判定する水量を判定する機
能を備えた装置を実現することができる。
【図面の簡単な説明】 【図1】本発明の参考例のコーヒーメーカーの模式的断
面図 【図2】本発明の参考例のタンク温度測定手段の測定値
の時間変化を示す模式図 【図3】(a)本発明の参考例のファジィ推論のdt1
のメンバーシップ関数を示す図(b)同ファジィ推論の
dt2のメンバーシップ関数を示す図(c)同ファジィ
推論の水量のメンバーシップ関数を示す図 【図4】本発明の実施例のコーヒーメーカーの模式的断
面図 【図5】本発明の実施例のパイプ温度測定手段の測定値
の時間変化を示す模式図 【図6】(a)本発明の実施例のファジィ推論のdt1
のメンバーシップ関数を示す図(b)同ファジィ推論の
tのメンバーシップ関数を示す図(c)同ファジィ推論
の水量のメンバーシップ関数を示す図 【符号の説明】 7 水タンク 8 タンク温度測定手段 9 ポンプ 10 パイプ 11 切り換え弁 13 ヒータ制御手段 14 ヒータ 15 計時手段 16 第一の水量判定手段 17 パイプ温度測定手段 18 第二の水量判定手段 20 第一の温度傾き測定手段 21 第二の温度傾き測定手段 22 第一のマイクロコンピュータ 23 第三の温度傾き測定手段 24 第二のマイクロコンピュータ
フロントページの続き (72)発明者 野田 効司 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電 器産業株式会社内 (72)発明者 神原 政司 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電 器産業株式会社内 (72)発明者 田中 裕展 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電 器産業株式会社内 (56)参考文献 特開 平5−137654(JP,A) 特開 昭63−147421(JP,A) 特開 昭63−230122(JP,A) 特開 昭63−102722(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) A47J 31/057

Claims (1)

  1. (57)【特許請求の範囲】 【請求項1】 水タンクと、ポンプと、水が通るパイプ
    と、水を制御する切り換えバルブと、ヒータ等の加熱手
    段と、時間を計測する計時手段と、水タンクの温度を測
    定する水タンク温度測定手段と、加熱初期の水タンク温
    度の温度傾きを測定する第一の温度傾き測定手段と、パ
    イプの温度を測定するパイプ温度測定手段と、パイプ温
    度の温度傾きを測定する第三の温度傾き測定手段と、第
    一の温度傾き測定手段と第三の温度傾き測定手段の出力
    から水量を判定する第二の水量判定手段と、加熱手段を
    制御する加熱制御手段とを備えたコーヒーメーカー。
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WO2000001284A1 (en) * 1998-07-01 2000-01-13 Koninklijke Philips Electronics N.V. Apparatus for brewing beverages
EP3918959A4 (en) * 2019-01-30 2022-02-16 Guangzhou Conwide Technology Co., Ltd RECIRCULATING PREHEATING COFFEE MACHINE AND METHOD OF OPERATION

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